電氣控制與PLC應(yīng)用_習(xí)題與思考題參考解答

1、第1章常用低壓限制電器習(xí)題與思考題1.何謂電磁式電器的吸力特性與反力特性？吸力特性與反力特性之間應(yīng)滿足怎樣的配合關(guān)系？答：不同的電磁機(jī)構(gòu),有不同的吸力特性.電磁機(jī)構(gòu)動作時(shí),其氣隙8是變化的,FB22o對于直流電磁機(jī)構(gòu)：其勵(lì)磁電流的大小與氣隙無關(guān),銜鐵動作過程中為恒磁動勢工作,根據(jù)磁路定律IN/Rm1/Rm,式中Rm為氣隙磁阻,那么F21/&1/2,電磁吸力隨氣隙的減少而增加,所以吸力特性比擬陡峭.對于交流電磁機(jī)構(gòu)：設(shè)線圈外加電壓U不變,交流電磁線圈的阻抗主要決定于線圈的電抗,假設(shè)電阻忽略不計(jì),那么UE4.44fN,U/(4.44fN),當(dāng)電壓頻率f、線圈匝數(shù)N、外加電壓U為常數(shù)時(shí),氣隙磁通也為

2、常數(shù),即勵(lì)磁電流與氣隙成正比,銜鐵動作過程中為恒磁通工作,但考慮到漏磁通的影響,其電磁吸力隨氣隙的減少略有增加,所以吸力特性比擬平坦.為了保證銜鐵能牢固吸合,反作用力特性必須與吸力特性配合好.在整個(gè)吸合過程中,吸力都必須大于反作用力,即吸力特性高于反力特性,但不能過大或過小,吸力過大時(shí),動、 靜觸頭接觸時(shí)以及銜鐵與鐵心接觸時(shí)的沖擊力也大,會使觸頭和銜鐵發(fā)生彈跳,導(dǎo)致觸頭的熔焊或燒毀,影響電器的機(jī)械壽命； 吸力過小時(shí),會使銜鐵運(yùn)動速度降低,難以滿足高操作頻率的要求.因此,吸力特性與反力特性必須配合得當(dāng),才有助于電器性能的改善.在實(shí)際應(yīng)用中,可調(diào)整反力彈簧或觸頭初壓力以改變反力特性,使之與吸力特性

3、有良好配合,參見答案圖示.2.單相交流電磁機(jī)構(gòu)為什么要設(shè)置短路環(huán)？它的作用是什么？三相交流電磁鐵要否裝設(shè)短路環(huán)？答：由于單相交流接觸器鐵心的磁通是交變的,故當(dāng)磁通過零時(shí),電磁吸力也為零,吸合后的銜鐵在反力彈簧的作用下將被拉開,磁通過零后電磁吸力又增大,當(dāng)吸力大于反力時(shí),銜鐵又被吸合.這樣就使銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動和噪聲,甚至使鐵心松散.因此,交流接觸器鐵心端面上都安裝一個(gè)銅制的短路環(huán).短路環(huán)將鐵心端面分隔成兩局部,當(dāng)交變磁通穿過短路環(huán)所包圍的截面積S2在短路環(huán)中產(chǎn)生渦流時(shí),根據(jù)電磁感應(yīng)定律,此渦流產(chǎn)生的磁通2在相位上落后于短路環(huán)外鐵心截面Si中的磁通1,由1、2產(chǎn)生的電磁吸力為Fl、F2,作用在銜

4、鐵上的合成電磁吸力是F1+F2,只要此合力始終大于其反力,銜鐵就不會產(chǎn)生振動和噪聲.參見答案圖2所示.對于三相交流電而言,由于三相不可能同時(shí)為零.就相當(dāng)于整個(gè)電磁鐵磁通沒有過零點(diǎn),磁場不會消失,銜鐵就不會振動.故無須加裝短路環(huán).3 .從結(jié)構(gòu)特征上如何區(qū)分交流、直流電磁機(jī)構(gòu)？答： 交流接觸器的線圈通以交流電,將產(chǎn)生渦流和磁滯損耗,使鐵心發(fā)熱.為減少鐵損,鐵心用硅鋼片沖壓而成.為便于散熱,線圈做成短而粗的筒狀繞在骨架上.直流接觸器的線圈通以直流電,鐵心中不會產(chǎn)生渦流和磁滯損耗,所以不會發(fā)熱.為方便加工,鐵心用整塊鋼塊制成.為使線圈散熱良好,通常將線圈繞制成長而薄的筒狀.4 .交流電磁線圈通電后,銜

5、鐵長時(shí)間被卡不能吸合,會產(chǎn)生什么后果？答： 銜鐵在吸合過程中,交流勵(lì)磁線圈的電流與氣隙成正比,當(dāng)線圈通電瞬間,銜鐵尚未吸合時(shí),氣隙較大,電流將到達(dá)吸合后額定電流的515倍,如果銜鐵長時(shí)間被卡不能吸合,容易燒毀線圈.5 .交流電磁線圈誤接入直流電源,直流電磁線圈誤接入交流電源,會發(fā)生什么問題？為什么？答：交流電磁線圈接入直流電源時(shí)會通過很大的電流,很快會燒毀.由于交流線圈對交流電有感抗,而對直流電沒有感抗,交流線圈只有很小的直流電阻,所以會通過很大的電流.假設(shè)將直流電磁線圈誤接入交流電源上,接觸器將不能正常工作.因阻抗增大,電流減小,吸力缺乏,不能吸合,線圈電流降不下去.此外,直流電磁鐵鐵心采用

6、整塊鋼制成,交流電磁場會導(dǎo)致鐵心中產(chǎn)生較大的渦流,導(dǎo)致鐵心和線圈發(fā)熱.6 .線圈電壓為220V的交流接觸器,誤接入380V交流電源會發(fā)生什么問題？為什么？答：接入380V的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它的額定電壓220V,線圈電流將大大增加,線圈迅速發(fā)熱最終導(dǎo)致燒毀.7 .接觸器是怎樣選擇的？主要考慮哪些因素？答：首先,根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的類型.交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器,直流負(fù)載應(yīng)選用直流接觸器,如果限制系統(tǒng)中主要是交流負(fù)載,而直流電動機(jī)或直流負(fù)載的容量較小,也可都選用交流接觸器來限制,但觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)選得大一些.主要考慮因素有：接觸器的額定電壓、接觸器的額定電流、電磁線圈的額定電壓、觸頭數(shù)

7、目、額定操作頻率.8 .兩個(gè)相同的交流線圈能否串聯(lián)使用？為什么？答： 在交流限制線路中,不能串聯(lián)接入兩個(gè)電器線圈.由于每個(gè)線圈上所分配到的電壓與線圈阻抗成正比,兩個(gè)電器動作總有先后,先吸合的電器,磁路先閉合,其阻抗比沒吸合的電器大,電感顯著增加,線圈上的電壓也相應(yīng)增大,故沒吸合電器的線圈的電壓達(dá)不到吸合值.同時(shí)電路電流將增加,有可能燒毀線圈.因此,兩個(gè)電器需要同時(shí)動作時(shí),線圈應(yīng)并聯(lián)連接.9 .常用的滅弧方法有哪些？答：當(dāng)開關(guān)電器的觸頭別離時(shí),觸頭間的距離很小,觸頭間電壓即使很低,但電場強(qiáng)度很大E=U/d,在觸頭外表由于強(qiáng)電場發(fā)射和熱電子發(fā)射產(chǎn)生的自由電子,逐漸加速運(yùn)動,并在間隙中不斷與介質(zhì)的中

8、性質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生碰撞游離,使自由電子的數(shù)量不斷增加,導(dǎo)致介質(zhì)被擊穿,引起弧光放電,弧隙溫度劇增,產(chǎn)生熱游離,不斷有大量自由電子產(chǎn)生,間隙由絕緣變成導(dǎo)電通道,電弧持續(xù)燃燒.為了加速電弧熄滅,常采用以下滅弧方法：電動力滅?。粶缁艤缁?；磁吹滅弧等.10 .熔斷器的額定電流、熔體的額定電流和熔體的極限分?jǐn)嚯娏魅哂泻螀^(qū)別？答：熔斷器的額定電流是指所裝熔體額定電流的最大值；熔斷體的額定電流是在規(guī)定條件下,熔斷體能夠長期承載而不使性能降低的電流；熔斷體的極限分?jǐn)嚯娏魇侵冈谝?guī)定的使用和性能條件下,熔斷體在規(guī)定電壓下能夠分?jǐn)嗟念A(yù)期電流的極限值,必須大于線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流,否那么就不能獲得可靠的短路保護(hù).

9、11 .如何調(diào)整電磁式繼電器的返回系數(shù)？答：繼電器的釋放值X1與吸合值X2之比k=X1/X2稱為繼電器的返回系數(shù).k值是可以調(diào)節(jié)的,可通過調(diào)節(jié)釋放彈簧的松緊程度擰緊時(shí),X1與X2同時(shí)增大,k增大；放松時(shí),k減小或調(diào)整鐵心與銜鐵間非磁性墊片的厚薄增厚時(shí)X1增大,k增大；減薄時(shí)k減小來到達(dá).12 .電氣限制線路中,既裝設(shè)熔斷器,又裝設(shè)熱繼電器,各起什么作用？能否相互代用？答： 二者不能相互替換,熱繼電器和熔斷器在電路中的保護(hù)作用是不相同的.熱繼電器只做長期的過載保護(hù),而熔斷器是做嚴(yán)重過載和短路保護(hù),因此一個(gè)較完整的保護(hù)電路,特別是電動機(jī)限制電路,應(yīng)該兩種保護(hù)都具有.13 .熱繼電器在電路中的作用是

10、什么？帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)的三相式熱繼電器各用在什么場合？答：熱繼電器FR主要用于電力拖動系統(tǒng)中電動機(jī)負(fù)載的過載保護(hù).熱繼電器的選擇主要根據(jù)電動機(jī)定子繞組的聯(lián)結(jié)方式來確定熱繼電器的型號,在三相異步電動機(jī)電路中,對Y連接的電動機(jī)可選兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器,一般采用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器,即在兩相主電路中串接熱元件.對于三相感應(yīng)電動機(jī),定子繞組為A連接的電動機(jī),必須采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器.14.時(shí)間繼電器和中間繼電器在電路中各起什么作用？答： 時(shí)間繼電器用來限制電器延時(shí)通斷.中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器,它的特點(diǎn)是觸頭數(shù)目較多,電流容量可增大,起到中間放大觸頭數(shù)目和電流容量的作用.15.什

11、么是主令電器？常用的主令電器有哪些？答：主令電器是在自動限制系統(tǒng)中發(fā)出指令或信號的電器,用來限制接觸器、繼電器或其他電器線圈,使電路接通或分?jǐn)?從而到達(dá)限制生產(chǎn)機(jī)械的目的.主令電器應(yīng)用廣泛、種類繁多.按其作用可分為：按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令限制器及其他主令電器如腳踏開關(guān)、鈕子開關(guān)、急停開關(guān)等.16 .試為一臺交流380V、4kWcos后0.88、A連接的三相籠型異步電動機(jī)選擇接觸器、熱繼電器和熔斷器.答：首先根據(jù)三相異步電動機(jī)的功率計(jì)算公式P3UIcos110V/127V/220V/380V之中選一；參考型號為CJ20-10.熱繼電器選擇：帶斷相保護(hù)的熱繼電器；熱繼電器的整定電流7.2A;熱繼電器的額定電流20A;參考型號為JR36-20O熔斷器選擇：有填料封閉管式熔斷器；熔體額定電流IRN1.52.5IN=2.5X6.9